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yb亚博网站1纳米重大突破!台积电官宣:“铋”

发布时间:2021-07-17 17:24

  能达极低电阻,接近量子极限,有助实现半导体达1纳米以下制程挑战,已发表于国际期刊「自然」(Nature)。

  铋,是一种金属元素,元素符号为Bi,原子序数为83,位于元素周期表第六周期V A族。单质为银白色至粉红色的金属,质脆易粉碎,铋的化学性质较稳定。铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。 以前铋被认为是相对原子质量最大的稳定元素,但在2003年,发现了铋有极其微弱的放射性,同时测定了它的半衰期长达1.9×1019年。这意味着或许在人类灭亡之前,铋也不会发生可见的衰变。

  芯片单位面积能容纳的电晶体数目,已将逼近半导体主流材料「硅」的物理极限,芯片效能也无法再逐年显著提升。

  近年科学界积极寻找能取代硅的二维材料,挑战1nm以下的制程,却苦于无法解决二维材料高电阻及低电流等问题。

  台大,今天发出新闻稿,由电机系暨光电所教授吴志毅等人,与台湾积体电路、美国麻省理工学院等单位合作的研究,可望挑战物理极限,有助实现半导体1奈米以下的艰巨挑战。

  1、这项研究先由麻省理工团队发现在二维材料上搭配半金属铋(Bi)的电极,能大幅降低电阻并提高传输电流。

  3、台大团队则运用氦离子束微影系统(Helium-ion beam lithography)将元件通道成功缩小到纳米尺寸,共同获得突破性的研究成果。

  吴志毅解释,使用铋为接触电极的关键结构后,二维材料电晶体的效能不但与硅基半导体相当,又有潜力与目前主流的硅基製程技术相容。

  虽然目前还处于研究阶段,但此成果能替下世代芯片片提供省电、高速等绝佳条件,可望投入人工智能、电动车、疾病预测等新兴科技的应用中。

  吴志毅表示,yb亚博网站。这次国际合作的前瞻性研究,大学实扮演非常重要的角色。完成的氦离子束微影系统,现放置于台大电机二馆,机器设备投入资金高达数千万元,全台湾仅此一座。研究团队也感谢科技部与台积电的支持,也非常乐意将研究成果回馈给国内产界。未来若能取得商用突破,将有助国内半导体及科技供应链,继续维持全球的领先地位。

  台大指出,这项跨国合作于2019年展开,两名主要参与研究论文发表的年轻博士,都曾是台大光电所硕士生,其中美国麻省理工学院毕业的沉品均,为论文的第一作者与通讯作者。台大光电所教授吴志毅、博士周昂昇参与研究为论文的共同作者。

  1、IBM:近日美国巨头IBM发布了全球首颗2nm芯片,并称是世界首创。采用的GAA晶体管工艺。

  2、三星:今年IEEE ISSCC国际固态电路大会上,三星电子首次展示了其采用3nm工艺制造的芯片。三星3nm工艺试产成功的关键技术——GAA便是与IBM等共同合作的结果。

  3、台积电:4nm、3nm制程芯片的试产预计在今年下半年展开。根据线nm才切入GAA晶体管技术。

  目前,SIAC中的64家成员包括亚马逊、苹果、AT&T、思科、通用电气、谷歌、威瑞森等科技巨头,AMD、亚德诺半导体、博通、英伟达、高通等芯片设计公司,格芯、IBM、英特尔、镁光等芯片制造商,以及应用材料、楷登电子、新思科技等半导体上游IP、电子设计自动化(EDA)软件和设备供应商等等。

  “美国建造并运营晶圆厂的成本相较海外高出20-40%,导致美国在全球半导体制造产能中的份额已从1990年的37%降至目前的12%。美国在吸引新的半导体制造设施或晶圆厂建设方面正处于竞争劣势。联邦政府在半导体研究方面的投资占GDP的比例长期持平,而其他国家的政府则大举投资于这些研究计划,以加强本国的半导体能力”。

  但SIAC在信中反对为某个特定行业留出新的产能,“当行业努力纠正目前造成短缺的供需失衡时,政府应避免干预”。

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